Какое количество энергии нужно затратить, чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0°С, довести до кипения и испарить её? Дано: m = 5 кг t₁ = 0 °C t₂ = 100 °C c (из таблицы) = L (из таблицы) = Найти: Q =?

Для решения этой задачи нам потребуется знание удельной теплоемкости воды (с) и удельной теплоты парообразования воды (L). Эти значения можно найти в таблицах физических величин.

Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг⋅°С)

Удельная теплота парообразования воды L = 2,26 × 10⁶ Дж/кг

Решение:

1. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C:

$$Q_1 = mc(t_2 - t_1)$$ $$Q_1 = 5 \text{ кг} \cdot 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot (100 \text{ °C} - 0 \text{ °C}) = 5 \cdot 4200 \cdot 100 \text{ Дж} = 2100000 \text{ Дж} = 2,1 \cdot 10^6 \text{ Дж}$$

2. Превращение воды при 100 °C в пар:

$$Q_2 = mL$$ $$Q_2 = 5 \text{ кг} \cdot 2,26 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} = 11,3 \cdot 10^6 \text{ Дж}$$

3. Общее количество энергии:

$$Q = Q_1 + Q_2$$ $$Q = 2,1 \cdot 10^6 \text{ Дж} + 11,3 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 13,4 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 13,4 \text{ МДж}$$

Ответ: 13,4 МДж